氟塑料襯里管件襯里成型工藝

本文節(jié)選自 《氟塑料襯里閥門》（黃銳、胡遠銀、錢知勉 主編）

    氟塑料襯里管件襯里成型工藝與氟塑料襯里閥門襯里成型工藝有相同的地方，也有不同的地方。就成型工藝而言，氟塑料襯里管件的方法要多一些。

    1、模壓襯里工藝

    這種工藝方法與閥門襯里工藝方法相同（圖19-25）。襯里材料主要是聚全氟乙丙（FEP）與可溶性聚四氟乙烯塑料（PFA）。模具簡單，主要用來生產(chǎn)短直管、彎管、三通管、四通管、異徑管等。產(chǎn)品質(zhì)量易保證，外型美觀，但生產(chǎn)效率低，成本高。

    2、聚四氟乙烯（PTFE）松襯直管工藝

    聚四氟乙烯襯里管道纏繞管松襯法具體工藝為：將模壓生產(chǎn)的四氟棒料，用車床切削成薄帶，用手工或機械的方法將四氟薄帶纏繞在預先設計好尺寸的模具上，達到要求的厚度后，再在其外用同樣方法纏上三到四層無堿玻璃絲帶，最外層用鐵絲扎緊，然后送入燒結(jié)爐成型，燒結(jié)后取出用水冷卻，然后用手工或機械方法脫模，再套入鋼管，翻邊后即完成。
    纏繞管是最初生產(chǎn)較多，應用較廣的一種，此工藝在上世紀八十年代流行,，這種管子生產(chǎn)時，自由度大，可以從小口徑到大口徑（可達Φ 2000mm以上），該管用車削薄膜纏繞后，燒結(jié)而成，其整體性和均勻性與纏繞時的張力、薄膜的厚度、薄膜表面的潔凈程度、燒結(jié)時的溫度、時間等因素有關，較難掌握。由于纏繞層數(shù)多，工藝上難以控制，燒結(jié)后整體性和均勻性很難保證。因此，纏繞管最大壁厚不超過3mm，其生產(chǎn)過程較多，控制欠嚴密，加工方法以手工為主，質(zhì)量不穩(wěn)定，缺乏有效的檢測手段，且這種纏繞管松襯的管子壁簿，在負壓和溫差波動大時，管道易抽癟和法蘭翻邊部位易斷裂等缺陷。
    （1）聚四氟乙烯（PTFE）推（擠）壓緊襯直管工藝
    此工藝在上世紀九十年代工業(yè)發(fā)達國家普遍采用的襯管工藝。該工藝的原理是四氟塑料具有很好的延展性，利用此特性可在機械作用下冷拉，通過熱成型翻邊。首先采用聚四氟乙烯  （PTFE）粉末,推（擠）壓成管子,然后將它強行拉入無縫鋼管（襯管外徑略大于鋼管內(nèi)徑1.5～2毫米），形成無間隙緊襯。然后加熱翻邊，推（擠）壓管的軸向抗拉強度比纏繞管明顯要好,此管道內(nèi)壁光滑平整,結(jié)構(gòu)緊密,能耐正壓和負壓,且施工方便,生產(chǎn)效率高，是生產(chǎn)企業(yè)普遍采用的襯管方法。但其通徑受加工設備影響，直徑較小，一般為Φ 300mm 以下的直管。
    （2）聚四氟乙烯（PTFE）等壓成型襯里工藝
    聚四氟乙烯（PTFE）等壓成型襯里工藝是指加工工件所有襯里部位的內(nèi)外壁在同等壓差條件下達到襯里效果的一種成型方法。 具體工藝為：將聚四氟乙烯樹脂粉末均勻而疏松地填放在橡皮袋與管件器壁之間，然后在橡皮袋內(nèi)施加液壓（通常為水），使橡皮袋向器壁擴張，利用橡皮袋傳遞壓力，水作加壓介質(zhì)，使橡皮袋與管件、器壁之間的聚四氟乙烯均勻地受壓，將F4 樹脂壓實而成預制件。取出后脫出椽膠模具，將等壓完工的管件放入烘爐內(nèi)燒結(jié)成型，出爐冷卻后得到襯里管件制品。 這種采用一次性整體成型的襯里層，其質(zhì)量受到原料、工藝的影響很大。
    聚四氟乙烯（PTFE）等壓成型襯里工藝比較復雜，要求員工有一定技術(shù)水平和工作經(jīng)驗。這種方法的優(yōu)點是解決了幾何形狀復雜的管件工藝成型問題，由于整體粉末等壓成型，因而與金屬管件內(nèi)壁緊貼在一起，能承受一定的負壓。彌補了現(xiàn)有襯管工藝的局限性，拓展了同類襯里管件與閥門的使用溫度與介質(zhì)。
    （3）乙烯與四氟乙烯共聚物（ETFE）三維滾塑成型襯里工藝
    由于乙烯與四氟乙烯共聚物（ETFE）具有與金屬表面良好的附著力,利用這一特性，發(fā)明了三維滾塑成型襯里工藝。
    三維滾塑成型襯里工藝是把高流動性的氟塑料熱塑性樹脂粉末放在一個空的模子里，加熱工件，同時使模子繞自轉(zhuǎn)軸和公轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，這樣，工件內(nèi)表面就涂上了一層均勻的熔融樹脂。利用三維旋轉(zhuǎn)成型方法可以生產(chǎn)厚度均勻的無縫襯里,不論是襯里管件,還是襯里閥門都可用此工藝生產(chǎn)。與其他襯里成型工藝相比具有如下優(yōu)點：
    ①不管襯里管件與襯里閥門型腔的形狀有多復雜，通過雙軸三維旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)也可將熔融狀態(tài)下的氟塑料樹脂到達工件需要襯里的每個部分，從而使工件有一層均勻的無縫襯里。而一般傳統(tǒng)襯里方法很難達到。
    ②可提供不同厚度的等壁襯里。傳統(tǒng)成型方法不論是模壓、注塑、擠出、還是纏繞成型方法，不能進行不同壁厚的襯里加工，而在三維旋轉(zhuǎn)滾塑成型工藝中，只要根據(jù)襯里厚度所需的要求即可一次成型。
    ③由于三維旋轉(zhuǎn)滾塑成型在整個工藝過程中沒有對襯里物料施加外力，工件在成型過程中殘留的應力非常有限，避免了產(chǎn)品在使用過程中產(chǎn)生局部開裂，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
    ④高粘性的襯里。三維旋轉(zhuǎn)滾塑成型工藝是使物料灰熔融狀態(tài)下直接涂覆到工件上，這樣使它具有很高的抗撕裂強度，即使在高負壓下，襯里層也不會脫落。此工藝非常適于制作重要的氟塑料襯里閥門管件。但ETFE塑料樹脂價格昂貴，生產(chǎn)成本高。